นักฟิสิกส์มักมีแผนที่จะสร้างเครื่องเร่งอนุภาคที่มีราคาแพงมากอยู่เสมอ แต่นักวิจัยบางคนกำลังพยายามทำให้เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาคมีราคาถูกลง และวิธีหนึ่งคือการรีไซเคิลพลังงานส่วนใหญ่ที่ใช้ในการเร่งอนุภาคในขั้นต้น ความร่วมมือในสหรัฐอเมริกาได้แสดงให้เห็นแล้วว่าสามารถใช้งาน “linac เพื่อนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่” ดังกล่าวได้สำเร็จโดยการรวมโพรงตัวนำยิ่งยวดกับแม่เหล็กถาวร
ที่ออกแบบมา
อย่างแม่นยำ ซินโครตรอนเป็นวิธีที่ได้รับความนิยมในการเร่งอิเล็กตรอนและอนุภาคมีประจุอื่นๆ มาช้านาน พลังงานถูกถ่ายโอนไปยังกลุ่มอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าโดยการส่งผ่านช่องคลื่นความถี่วิทยุเป็นชุด ขณะที่แม่เหล็กจะเก็บอนุภาคเหล่านี้ไว้บนเส้นทางวงกลมเป็นวงโคจรหลายพันรอบ
เครื่องเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งเป็นเครื่องชนกันพลังงานสูงและเป็นแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ที่สว่างมากสำหรับวิทยาศาสตร์หลากหลายสาขาในขณะที่ความเร่งแบบวัฏจักรนี้สร้างกำลังเฉลี่ยที่สูงมาก กลุ่มของอนุภาคจะค่อยๆ กระจายออกและสูญเสียความเข้มเช่นเดียวกับโพลาไรเซชัน
เป็นผลให้มีการใช้ตัวเร่งเชิงเส้น (linacs) เพื่อสร้างลำแสงของอนุภาคที่สว่างที่สุด อนุภาคไฟเหล่านี้ถูกยิงเพียงครั้งเดียวตามแนวตรงของโพรง ทำให้เกิดกลุ่มที่มีพลังงานสูงมากและมีความเข้มเป็นพิเศษ แต่เครื่องจักรเหล่านี้ก็มีข้อเสียเช่นกัน พวกมันใช้พลังงานจำนวนมากต่อนัด ซึ่งจำกัดอัตราการยิง
ดีที่สุดของทั้งสองโลก การกู้คืนพลังงาน (ERL) ได้รับการออกแบบมาเพื่อรวมสิ่งที่ดีที่สุดของทั้งสองโลก อุปกรณ์เหล่านี้ส่งอิเล็กตรอนผ่าน linac แล้วนำทางพวกมันไปรอบ ๆ วงจรกลับไปที่ทางเข้าของคันเร่ง โดยมีเพียงไม่กี่ตัวเท่านั้นที่มีการใช้พลังงานไปตามทาง กระบวนการนี้เกิดขึ้น N ครั้ง
โดยอนุภาคจะได้รับพลังงานในแต่ละรอบ จากนั้นตรรกะจะกลับกัน เนื่องจากความยาวเส้นทางของอิเล็กตรอนเปลี่ยนไปครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นคาวิตี้ อนุภาคจะเคลื่อนที่อีก N รอบรอบวงจร แต่แทนที่จะดูดซับพลังงานเพิ่มเติมจากโพรง อนุภาคเหล่านั้นจะส่งกลับเข้าไปแทน เมื่อถึงตาของพวกเขา
และพวกเขา
ได้สูญเสียพลังงานทั้งหมดที่ได้รับมาในตอนแรก พวกเขาจะถูกเททิ้ง ด้วยพลังงานส่วนใหญ่นี้ที่ถ่ายโอนไปยังอิเล็กตรอนตัวอื่นซึ่งต่อมาถูกฉีดเข้าไปในวงจร ซึ่งตัวเองต้องผ่านวัฏจักร 2N เดียวกัน สามารถเร่งความเร็วของอนุภาคตามจำนวนที่กำหนดโดยใช้พลังงานเพียงเล็กน้อยที่ลิแนกเทียบเท่าใช้ไป
โดยหลักการแล้ว สิ่งนี้ทำให้อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถสร้างความสว่างได้สูงขึ้นมากจากงบประมาณค่าไฟฟ้าที่กำหนด หรือใช้พลังงานน้อยลงสำหรับค่าความสว่างที่กำหนด ในขณะที่ตัวเลือกหลังจะช่วยลดต้นทุนการดำเนินงาน ทั้งสองอย่างควรลดต้นทุนการก่อสร้าง เนื่องจากโพรงลิแนคมีราคาแพง
ในการสร้างมากกว่าแม่เหล็กที่ใช้ในการควบคุมอิเล็กตรอน แนวคิดนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ ริเริ่มในสหรัฐอเมริกาในปี 1965 อย่างไรก็ตาม โครงการนี้ต้องเอาชนะอุปสรรคมากมายในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา หนึ่งได้พัฒนาโพรงตัวนำยิ่งยวดที่ทำให้ linacs ประหยัดพลังงานมากขึ้น ความท้าทายอีกประการหนึ่ง
คือการรวมลำแสงที่ทางเข้า linac และแยกออกจากกันที่ทางออก รวมถึงการจัดการกับโหมดลำดับที่สูงกว่าภายในโพรงที่อาจทำให้กลุ่มอนุภาคแตกออกได้ แม้จะมีความยากลำบาก โครงการนี้ถูกนำไปปฏิบัติจริงในหลายสถานที่ รวมถึง มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโนโวซีบีร์สค์ในรัสเซีย ซึ่งดำเนินการ
โพรงทองแดงด้วยการหมุนหลายรอบ (N=4) เป็นครั้งแรกผ่านหลายครั้งงานล่าสุดที่ดำเนินการได้รับการสร้างและทดสอบที่ แต่ใช้แม่เหล็กที่พัฒนา และทีมงานที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ สิ่งเหล่านี้ค่อนข้างแตกต่างกับแม่เหล็กไฟฟ้าที่ใช้ในซินโครตรอน ซึ่งมีสนามเพิ่มขึ้นเพื่อป้องกันไม่ให้อิเล็กตรอน
บินออกจาก
เครื่องขณะที่พวกมันรับความเร็ว แต่ไม่สามารถรองรับอิเล็กตรอนที่มีพลังงานต่างกันได้ ในทางกลับกัน แม่เหล็ก CBETA จะสร้างสนามที่มีรูปร่างเพื่อให้สามารถนำชุดอิเล็กตรอนแปดชุดพร้อมพลังงานที่แตกต่างกันสี่ชุดไปรอบๆ วงจรกลับไปที่ลิแนก แม่เหล็กแบบถาวรแทนที่จะเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า
จากนั้นก่อนวันคริสต์มาส นักวิจัยได้สาธิตการผ่านทั้งหมดแปดรอบ ขณะที่พวกเขารายงานในกระดาษที่ได้รับการยอมรับให้ตีพิมพ์พวกเขาใช้พลังงานจลน์ของอิเล็กตรอน 6 MeV และเพิ่มพลังงานขึ้นเป็น 42, 78, 114 และ 150 MeV ก่อนที่จะลดพลังงานลงเพื่อให้กลับมาอยู่ที่ 6 MeV .
นักวิจัยกล่าวว่าเทคโนโลยี สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย รวมถึงการผลิตไอโซโทปทางการแพทย์ การบำบัดมะเร็ง หรือในการผลิตไมโครชิป นอกจากนี้ยังได้รับการออกแบบเพื่อแสดงวิธีการ “ทำให้เย็นลง” ไอออนที่จะชนกันมูลค่า 2 พันล้านดอลลาร์ ที่ได้รับอนุมัติให้ก่อสร้างที่ห้องปฏิบัติการ
ในเดือนมกราคม ออกแบบมาเพื่อตรวจสอบองค์ประกอบของโปรตอนและนิวตรอนด้วยความแม่นยำอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน อาศัยพลังงานของอนุภาคที่น้อยที่สุดเพื่อเพิ่มอัตราการชนกัน หลังจากแสดงให้เห็นว่า สามารถทำงานได้ตามหลักการแล้ว ตอนนี้ และเพื่อนร่วมงานกำลังทำงาน
เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ เพื่อปกป้องอุปกรณ์และบุคลากร พวกเขาจำกัดกระแสของเครื่องที่ใช้งานในเดือนธันวาคมให้เหลือเพียงไม่กี่นาโนแอมป์ แต่ตอนนี้พวกเขาต้องการเพิ่มเป้าหมายที่ 40 mA “การผลักดันกระแสสูงจะเป็นขั้นตอนต่อไปของตัวเร่งความเร็วนี้” พวกเขาเขียนแม่เหล็กแบบ
“สนามแม่เหล็กสลับการไล่ระดับสีคงที่” เหล่านี้และเพื่อนร่วมงานได้ทำการทดสอบ CBETA ครั้งแรกในเดือนมิถุนายนปีที่แล้ว ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเครื่องสามารถกู้คืนพลังงานที่ป้อนเข้ามาได้ 99.8% หลังจากเร่งและลดอิเล็กตรอนในการผ่านครั้งเดียว
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
